(57)【要約】【課題】経済的に実施可能な方式で正確に位置決めされたボールを有する車輪サスペンションアセンブリを製造する。【解決手段】車両用車輪サスペンションアセンブリは地面走行を可能にする。このアセンブリは、第１のサスペンション部材、第２のサスペンション部材、第１のサスペンション部材に回転可能に連結された車輪、そして第１および第２のサスペンション部材を相互連結するボールスタッドを備える。ボールスタッドはボールおよびテーパー状シャフトを備える。テーパー状シャフトは長手方向軸線に沿って延びる。第１および第２のサスペンション部材の一方はボールを収容するボールソケットを備える。第１および第２のサスペンション部材の他方はテーパー状シャフトを収容するテーパー孔を備える。テーパー状シャフトの長手方向軸線は地面に対して実質的に平行に配される。【選択図】図１
2006188227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面を走行することを可能にする車両用の車輪サスペンションアセンブリであって、
第１のサスペンション部材と、
第２のサスペンション部材と、
前記第１のサスペンション部材に回転可能に連結された車輪と、
前記第１および第２のサスペンション部材を相互連結するボールスタッドと、を具備してなり、
前記ボールスタッドはボールおよびテーパー状シャフトを有し、前記テーパー状シャフトは長手方向軸線に沿って延在しており、
前記第１および第２のサスペンション部材の一方は前記ボールを収容するボールソケットを備え、前記第１および第２のサスペンション部材の他方は前記テーパー状シャフトを収容するテーパー孔を備え、前記長手方向軸線は実質的に地面に対して平行に方向付けられていることを特徴とする車輪サスペンションアセンブリ。
【請求項２】
前記ボールスタッドはネジ部を備え、
サスペンションアセンブリはさらに、前記ボールスタッドを前記第１および第２のサスペンション部材の一方に対して固定するため、前記ネジ部と係合するナットを備えることを特徴とする請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項３】
前記ボールスタッドの前記長手方向軸線は、前記車輪の回転軸線からオフセットし、かつ前記車輪の回転軸線に対して実質的に平行に延在していることを特徴とする請求項２に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項４】
前記ボールスタッドの前記長手方向軸線は、前記車輪の前記回転軸線よりも地面近くに位置させられていることを特徴とする請求項３に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項５】
地面を走行することを可能にする車両用の車輪サスペンションアセンブリであって、
ソケットを有するコントロールアームと、
それ自身を貫通して延在するテーパー孔を有するナックルと、
前記ナックルと前記コントロールアームとを回転可能に相互連結するボールスタッドと、を具備してなり、
前記ボールスタッドは実質的に球状のボール部およびテーパー状シャンク部を備え、
前記シャンク部は軸線を規定し、
前記ボール部は前記ソケット内に回転可能に捕らえられており、
前記ボールスタッドは、
前記テーパー状シャンク部が前記テーパー孔内に配置されると共に、前記シャンク部の前記軸線が前記ナックルに配された基準点から所定距離だけ離れて地面に対して実質的に平行に延在するよう、前記ナックルに対して固定されている
ことを特徴とする車輪サスペンションアセンブリ。
【請求項６】
前記テーパー状シャンクは前記テーパー孔の壁と係合することを特徴とする請求項５に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項７】
さらに前記ボールスタッドのネジ部に螺着するナットを備え、前記ナットは、前記テーパー孔の前記壁を前記テーパー状シャンクと付勢状態で係合させることができることを特徴とする請求項６に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項８】
さらに、前記ナックルに対して回転可能に連結された車輪を備えることを特徴とする請求項７に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項９】
前記車輪は、前記シャンク部の前記軸線に対して実質的に平行に延在する軸線を中心として回転することを特徴とする請求項８に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項１０】
前記シャンク部軸線は、前記車輪軸線よりも地面近くに存在することを特徴とする請求項９に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項１１】
前記テーパー状シャンクの寸法変化が前記所定の距離を変化させないことを特徴とする請求項５に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項１２】
第１のサスペンション部材と、第２のサスペンション部材と、ボールスタッドと、を具備し、前記ボールスタッドはボール部およびテーパー状シャンク部を有し、前記テーパー状シャンク部は軸線を規定している車輪サスペンションを組み立てる方法であって、
前記テーパー状シャンク部の前記軸線を地面に対して実質的に平行に整列配置することと、
前記テーパー状シャンク部を前記第１のサスペンション部材と係合させることと、
前記ボールスタッドを前記第１のサスペンション部材に対して取り付けることと、
前記ボール部を前記第２のサスペンション部材に対して回転可能に連結し、前記第１および第２のサスペンション部材を回転可能に相互連結することと
を具備することを特徴とする車輪サスペンションの組立て方法。
【請求項１３】
さらに、前記第１のサスペンション部材に形成されたテーパー孔を通って、前記テーパー状シャンク部を突出させることを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、前記ボールスタッドを、ナットを用いて、前記第１のサスペンション部材に対して固定することを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、前記テーパー状シャンク部の前記軸線を、前記第１および第２のサスペンション部材の一方に対して回転可能に連結された車輪の軸線よりも地面近くに配置することを含む請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して車両用の車輪サスペンションアセンブリに関し、さらに詳しくは水平方向に調整配置されたボールジョイントアセンブリを有する車輪サスペンションアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の車輪サスペンションアセンブリは通常、ナックルまたはスピンドルを含み、これは車両の前輪および／または後輪の一つを回転可能に支持する。タイロッド、コントロールアームまたは他のサスペンション部材は、ボールスタッドを用いて、このナックルに対して回転可能に連結可能である。このボールスタッドは、一端にはテーパー状外面を、他端には実質的に球状に形成されたボールを備えたシャンク部を有する。通常、このボールスタッドは地面に対して垂直に向けられる。スタッドはテーパー嵌めを用いて保持されるので、それを中心として車輪が回転する水平方向に延在する軸線から所望の距離をおいて、ボールの中心を正確に位置決めするのは難しい。
【０００３】
テーパーは通常、小さな角度であるので位置決めの問題が現れる。たとえば、スタッド直径またはテーパー孔サイズのわずかな寸法変化でさえ、車輪の回転軸線に対するボールスタッドの中心位置のかなり大きな変化を引き起こす。ある独立リアサスペンションは、所望の車両操縦特性を維持するため、極めて正確に位置決めされたボールジョイントを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この問題に対する一つの解決策は、ボールを所望の許容誤差内で位置決めするため、ナックルおよびボールスタッドのテーパー状面の公差を小さなものとすることであろう。だが、そうしたアセンブリの製造コストは法外なものとなる。したがって、経済的に実施可能な方式で正確に位置決めされたボールを有する車輪サスペンションアセンブリを製造することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、地面の走行を可能にする車両用の車輪サスペンションアセンブリに関する。この車輪サスペンションアセンブリは、第１のサスペンション部材、第２のサスペンション部材、第１のサスペンション部材に回転可能に連結された車輪、および第１のサスペンション部材と第２のサスペンション部材とを相互連結するボールスタッドを含む。このボールスタッドはボールおよびテーパー状シャフトを備える。このテーパー状シャフトは長手方向軸線に沿って延在する。第１および第２のサスペンション部材の一方はボールを収容するボールソケットを含む。第１および第２のサスペンション部材の他方はテーパー状シャフトを収容するテーパー孔を含む。このテーパー状シャフトの長手方向軸線は地面に対して実質的に平行に配される。
【０００６】
本発明の適用可能性のさらなる範囲は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および具体例(これは本発明の好ましい実施形態を示している)は説明のみを目的としたもので、本発明の範囲を限定することは意図していない、ということを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、詳細な説明および添付図面から、さらに完全に理解されるであろう。
【０００８】
好ましい実施形態に関する以下の説明は本質的に単なる例示であり、決して、本発明、その用途、あるいは使用法の限定を意図するものではない。
【０００９】
図１は、ナックル１２およびコントロールアーム１４を備えた従来型車輪サスペンションアセンブリ１０の一部を示す。ナックル１２は、ボールスタッド１６およびナット１８によって、コントロールアーム１４に対して回転可能に連結されている。ボールスタッド１６はテーパー状シャンク２０およびボール２２を含む。テーパー状シャンク２０は外面２４を含み、この外面２４は、コントロールアーム１４に形成されたテーパー孔２８の表面２６と係合状態となっている。テーパー角が比較的小さいことに起因して、テーパー状シャンク２０のサイズおよび／またはテーパー孔２８のサイズにおける小さな寸法変化は、車輪３３の中心線３２に対するボール２２の中心３０の位置の増幅変化を引き起こす。４.８度という標準的テーパーを基にすると、寸法３４は６対１の増幅率で変化する。たとえば、０.０１０インチの、テーパー状シャンク２０のサイズ変化は、寸法３４に関する０.０６０インチの食い違いを生じる。上で言及したように、こうした大きさの位置の食い違いは、あるサスペンション用途では許容できないものである。
【００１０】
図２は、本発明の内容にしたがって構成された車輪サスペンションアセンブリ５０を示す。車輪サスペンションアセンブリ５０は、ナックル５２、およびボールスタッド５６によって回転可能に相互連結されたコントロールアーム５４を具備する。ナックル５２は、軸線５８を中心とする回転のために車輪５７を回転可能に支持するよう機能できる。軸線５８は、車輪サスペンションアセンブリ５０を備えた車両がその上を走行可能である地面６０と実質的に平行に延在している。ナックル５２は、テーパー状壁面６４を有するテーパー孔６２を含む。
【００１１】
ボールスタッド５６は、テーパー状シャンク部６８およびネジ部７０と一体的に形成された実質的に球状のボール６６を備える。ネジ部７０はボール６６と逆側の端部に形成されている。ナット７２がこのネジ部７０に螺着した状態となっている。ナット７２はナックル５２の面７４に対して作用し、テーパー状シャンク部６８を引き込んで、孔６２のテーパー状壁６４と係合状態とする。ボールスタッド５６は長手方向軸線７６を含み、この軸線７６を中心としてテーパー状シャンク部６８が形成されている。
【００１２】
コントロールアーム５４はボール６６を収容するソケット７８を備える。ソケット７８はその内部にボール６６を保持するような寸法および形状となっているが、コントロールアーム５４がナックル５２に対して回転するのを可能にする。軸線７６は軸線５８および地面６０に対して実質的に平行に延在する。これによって、テーパー状シャンク部６８および／またはテーパー孔６２のサイズの幾何学的変化は、車輪回転軸線５８およびボール６６の中心から測った距離８０を変えない。
【００１３】
ナックル５２の製造中、工具(図示せず)は軸線５８から距離８０だけ離れて配置され、そしてテーパー孔６２を形成するため軸線７６に沿って移動させられる。したがって、孔６２の中心線は、軸線５８から距離８０だけ離れて正確に位置決めされる。それゆえ、孔６２のサイズまたはテーパー状シャンク部６８のサイズに関する変化は、ボール６６の中心と軸線５８との間の距離を変化させない。
【００１４】
図３は代替実施形態である車輪サスペンションアセンブリ１００を示す。車輪サスペンションアセンブリ１００は、ナックル１０２が実質的に球状のソケット１０４を含みかつコントロールアーム１０６がテーパー孔１０８を含むことを除いて、車輪サスペンションアセンブリ５０と実質的に同じものである。ボールスタッド５６はナックル１０２およびコントロールアーム１０６を回転可能に相互連結する。ボールスタッド５６の水平方向に整列配置された軸線７６により、車輪サスペンションアセンブリ１００は、車輪サスペンションアセンブリ５０と実質的に同様の、従来技術に対する利点をもたらす。したがって、同様の構成要素には先に使用した参照数字を付与し、車輪サスペンションアセンブリ１００については、これ以上詳しくは説明しない。
【００１５】
さらに言えば、上記説明は本発明の代表的実施形態を開示し解説しているに過ぎない。当業者ならば、上記説明、添付図面、および特許請求の範囲から、請求項で規定された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな改変、修正および変更を、その範囲内で成し得ることを容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】垂直配置されたボールスタッドを有する従来型の車輪サスペンションアセンブリの側断面図である。
【図２】本発明の原理によって構成された車輪サスペンションの側断面図である。
【図３】代替実施形態である車輪サスペンションアセンブリを示す側断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
５０  車輪サスペンションアセンブリ
５２  ナックル
５４  コントロールアーム
５６  ボールスタッド
５７  車輪
５８  軸線
６０  地面
６２  テーパー孔
６４  テーパー状壁面
６６  ボール
６８  テーパー状シャンク部
７０  ネジ部
７２  ナット
７４  面
７６  長手方向軸線
７８  ソケット
１００  車輪サスペンションアセンブリ
１０２  ナックル
１０４  ソケット
１０６  コントロールアーム
１０８  テーパー孔
【図１】
2006188227.tif 000003
【図２】
2006188227.tif 000004
【図３】
2006188227.tif 000005